Почвообразовательные процессы

Почвенный покров Белгородской области.

ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ. эрозия и деградация почв.

Лекция № 18

1. Характеристика условий почвообразования.

2. Зоны распространения почвенного покрова Белгородской области.

3. Повышение плодородия почв Белгородской области.

4. Виды эрозии и районы ее распространения.

5. Деградация почв и ее проблемы.

6. Рекультивация земель и охрана почв.

1. Белгородская область расположена в умеренных широтах: 49°49״ и 51°26״ Северной широты; 35°20״ и 39°16״ Восточной долготы. Она занимает южные склоны Среднерусской возвышенности. Площадь 2713 км².

Административное деление 21 район, 18 поселков городского типа, 34 административных округа, 3 города областного подчинения, 314 поселений. Условия почвообразования.

Климат – умерено-континентальный. На 1 см² поступает 89 ккал солнечного тепла. Общая продолжительность солнцестояния 1800 часов. 75% тепла поступает за март – август. Продолжительность вегетационного периода 150-170 дней. Средняя температура на северо-западе 5,9°С, на юго-восток 6,0 – 6,6 °С.

Снежный покров 12-20 см, лежит 115-130 дней. Промерзание почвы: на западе – до 50, на востоке – до 60, на севере – до 70 см. Осадки колеблются от 470 до 520 мм в центральных районах, 450-470 мм – в юго-восточных, в восточных – 380 мм.

Испарение: в западных районах 480 мм в год, в восточных – 380 мм.

Ку =1,1– 1,2 (в западных районах).

Ку = 0,9 – 1,0 (в восточных районах).

Рельеф. Область расположена на южных склонах Среднерусской возвышенности. В целом, поверхность области приподнята над уровнем моря на 200 м. Наибольшая высота 277 м (Истобное, Губкинский р-н).

Низшая точка – 79 м – русло реки Оскол, 102 м – русло Сев. Донца. Значительный перепад высот приводит к сильной расчлененности территории и развитию эрозии.

Доминирует овражно-балочный рельеф. Площадь оврагов в области составляет 370 тыс. га.

Растительность. Область расположена в 2 природно-климатических зонах: южная часть лесостепной и северная часть степной зоны. Лесная растительность в области составляет около 10 %, из них 88% – дубравы, 6% – сосновые боры, 6% – кустарники. Наибольшие лесные массивы расположены в Красногвардейском, Алексеевском, Валуйском и Борисовском районах.

Травянистая растительность представлена разнотравно-луговой и разнотравно-степной, а также разнотравно-ковыльной (п. Уразово).

4 меловых бора: «Стенки Изгорья» (Новый Оскол), 3 бора в Шебекинском районе (Луговое, Ахангельское).

1 заповедник – «Белогорье» (Борисовский район). В нем произрастает 550 видов растений. В Ямской степи (50 га) – 750 видов лекарственных и редких растений.

Лессы: 7,3 тыс. га (Грайворонский район). Лессовидные суглинки – 2 млн. 200 тыс. га. Мощность 5 – 15 м.

Элювий мела – 97,7 тыс. га центральной и восточной части области. Формируются черноземы карбонатные и остаточно – карбонатные.

Покровные суглинки и моренные отложения – 12 тыс. га (на севере области).

Третичные глины – 84 тыс. га. Где водоупором служит третичные глины часто выклинивается верховодка, образуется мочалистые солончаковые пятна. В основном, образуются засоленные почвы.

Пески и супеси водно-ледникового происхождения – 60 тыс. га. Часто это пески, покрытые четвертичными отложениями.

Древне-алювиальные отложения – 70 тыс. га.

Современные аллювиальные отложения – 130 тыс. га (в поймах рек).

Элювиально-делювиальные отложения – около 50 тыс. га.

Гидрология. Грунтовые воды залегают на глубине 10-30 м (т.к. территория дренирована балками); в поймах 1-2,5 м, на надпойменных террасах – 2-5 м. Воды часто ожелезнены, много карбонатов Ca и Mg.

Общая протяженность рек 5 тыс. км. Всего 430 рек и ручьев. Самая длинная Оскол – 220 км, Ворскла – 115 км, Северский Донец – 110 км. Годовой сток колеблется от 2,2 до 5,5 л/сек на 1 км².

Естественных озер нет, есть искусственные пруды. Течение рек медленное, спокойное.

2. На территории области выделено 10 типов, 18 подтипов, 37 родов, 320 видов и разновидностей почв.

Почвенный покров представлен в основном чернозёмами, которые занимают 65%, серые и темно-серые 12%, солонцеватые чернозёмы и солонцы – 3,6% (72 тыс. га); луговые почвы – 4,8%, почвы овражно-балочного комплекса – 16%.

В пашне чернозёмы занимают 82%, лугово-чернозёмные – 14,2%, серые лесные – 6,2%.

По гранулометрическому составу почвы в основном глинистые (>1млн. га) – 69%, 26% – тяжелосуглинистые.

Чернозёмы составляют основной фон почвенного покрова области. Они занимают 2091 тыс. га. Сформировались на водораздельных пространствах, на склонах балок. Распахано 1,5 млн. га.

Образование чернозёмов связано с непромывным и периодически промывным водным режимом, с луговой и лугово-степной растительностью, с карбонатными материнскими породами. На чернозёмный процесс иногда накладываются и подзолистый, т.е. в местах произрастания дубрав, что проявляется в наличии в оподзоленных чернозёмах ореховатой структуры.

Чернозёмы оподзоленные занимают незначительную площадь – 64 тыс.га. Образовались в основном в местах бывших дубрав. В пашне находится 31 тыс. га. МГГ = 65 см., глубина вскипания 110-115 см, Г = 3-7%. Балл бонитета 66.

Чернозёмы выщелоченные занимают 631 тыс. га (23,2%), из них 424 тыс. га – в пашне. Они располагаются как на водоразделах, так и на склонах. Сформировались часто в комплексе с чернозёмами типичными и реже – большими массивами. МГГ = 75-86 см; вскипание 100-110 см, Г = 4,5-6,2%. 43% подвержены эрозии. Балл бонитета 77.

Чернозёмы типичные – 979 тыс. га (36%), в пашне 650 тыс. га (46% пашни области). Сформировались в основном на приводораздельных пространства. МГГ = 75-87 см, Г = 6,1-7,0%. Запасы гумуса 470-530 т/га. 59% подвержено смыву. Бонитет 77 баллов.

Чернозёмы обыкновенные сформировались в основном в юго-восточной части области. Они занимают 319 тыс. га (11,8%). МГГ = 56-66 см, Г = 6,4-7,0%. Запасы гумуса – до 500 т/га. Балл бонитета 77.

Чернозёмы карбонатные образовались на карбонатных породах или в результате окарбоначивания за счет глубокой обработки и за счет эрозии. Они характеризуются снижением МГГ (45-55см), повышением линии вскипания, повышением рН. Балл бонитета 60. Г = 4,6-5,8%.

Чернозёмы солонцеватые приурочены к прибалочным выпуклым склонам (в основном южной экспозиции). В пашне 52 тыс. га. Наибольшие площади в Алексеевском районе (13,6 тыс. га). Содержание гумуса 4,7-5,7%, МГГ = 50- 65 см. Бонитет 62 балла.

Серые лесостепные почвы. Площадь 38 тыс. га. МГГ = 35-40 см, глубина вскипания – 115-120 см, содержание гумуса 2,9-3,8%. Запасы гумуса 150-200 т/га. Нг = 3,5-4,5 мг-экв / 100 г почвы.

Тёмно серые лесные почвы – 290 тыс. га, в пашнях 72 тыс. га (Старооскольский, Чернянский, Корочанский и Шебекинский районы). Смыто 44%. МГГ = 60 см. Вскипают на глубине 130-135 см. Содержание гумуса 4,0-4,5%. Балл бонитета 58-62 (в зависимости от гранулометрического состава).

3. Особую остроту защита почв от эрозии приобрела на территории Белгородской области, где природные условия – склоновые типы местности, лив­невый характер выпадения осадков и высокая распаханность – способствуют интенсивному проявлению эрозии. Склоны зани­мают более 72 % всей площади области, в том числе с крутизной более 3^о – 30 %. Лишь западные районы области отличаются от­носительно спокойным рельефом, пашня расположена преимуще­ственно на пространствах с уклонами менее 2°. Вся территория области изрезана сетью речных долин, балок и оврагов, густота, которой колеблется от 0,9 до 2,5 км/км², увеличиваясь с северо-запада на юго-восток.

Эродированные почвы составляют 53,6 % общей площади об­ласти, в том числе слабосмытые – 940 тыс. га (34,6 %), среднесмытые – 332,6 тыс. га (12,6 %), сильносмытые – 154,2 тыс. га (5,6 %), развеваемые – 26,6 тыс. га (0,9 %). Высокая эродированность присуща черноземам выщелочен­ным, типичным, обыкновенным (43-60%), серым (56%) и темно-серым (61%) лесостепным почвам. Наиболее эродированные почвы восточных и юго-восточных районов области: Красногвардейский, Красненский, Алексеевский, Ровеньской и Валуйский, в которых эродированные почвы занимают 60-73 % площади.

Почвенный покров Белгородской области детально изучен в результате крупномасштабной почвенной съемки землепользований хозяйств области. Исследованиями выявлено большое его разно­образие, обусловленное неоднородностью факторов почвообра­зования на территории области, ее расположением на стыке лесо­степной и степной зон, сильной степенью развития эрозионных процессов. Различия в составе растительности привели к форми­рованию двух разных типов почв – черноземов и серых лесных почв. С климатом и рельефом связаны вертикальная и экспозиционная дифференциация и эродированность почв.

Определенный отпечаток на состав и строение почвенного покрова наложили неоднородность почвообразующих пород, различия в глубине залегания грунтовых вод, воздействие хозяйственной деятельности человека. Перечисленные факторы обусловили дифференциацию почвенного покрова.

На территории Белгородской области выделено 5 типов местности: плакорный, зандровый, склоновый, надпойменно-терра­совый и пойменный каждому из которых присущи особые струк­туры почвенного покрова, определенные типы ландшафтов.

На обширных полого-волнистых слаборасчлененных дрени­рованных поверхностях междуречий, образующих плакорный тип местности, где крутизна склонов не превышает 2°, распростране­ны умеренно-пятнистые разреженно-древовидные структуры. Их основным фоновым компонентом в разных подзонах являются черноземы выщелоченные, типичные, обыкновенные и серые ле­состепные почвы.

Из простых почвенных комбинаций доминируют двух- или трехкомпонентные пятнистости выщелачивания (чер­ноземов типичных и выщелоченных), окарбоначивания (черно­земов обыкновенных и карбонатных), морфологической оподзоленности (серых, темно-серых лесостепных почв и черноземов оподзоленных), у которых на фоне преобладающей почвы встречаются пятна других слабоконтрастных почв.

Реже встречаются почвенные комплексы, фоновым компонен­том которых служат черноземы типичные (в лесостепной зоне) или черноземы обыкновенные (в степной зоне), расчлененные регулярно чередующимися мелкими контрастными пятнами солонцовых почв и солонцов.

Зандровый тип местности, охватывающий песчаные полого-волнистые равнины водно-ледникового происхождения на левобережье реки Оскол в пределах бассейна рек Убли, Котла, Меловатки и Геросима, характеризуется распространением простых, сравнительно однородных двух- или трехкомпонентных вариаций из супесчаных и песчаных черноземов выщелоченных и серых лесостепных почв. Очень редко встречаются двух- или трехкомпонентные ташеты биогенного происхождения из серых ле­состепных почв и черноземов выщелоченных.

К надбровочным склонам водораздельных плато с крутизной от 3 до 5°, реже 5-8°, входящих в состав склонового типа местно­сти, приурочены древовидные структуры почвенного покрова. На склонах северных экспозиций сформировались пятнистости и со­четания несмытых и слабосмытых черноземов и серых лесостеп­ных почв, на южных – среднесмытых и сильносмытых. Обычны двух- или трехкомпонентные пятнистости эродированных черно­земов и серых лесостепных почв. Часто встречаются простые по­чвенные эрозионные сочетания, состоящие из черноземов слабос­мытых и среднесмытых, среднесмытых и сильносмытых или се­рых лесостепных почв слабосмытых и среднесмытых, среднесмы­тых и сильносмытых. В них наблюдается ленточное или пятнис­тое чередование почв по степени смыва.

В долинно-балочной части склонового типа местности широ­кое распространение получили смыто-намытые простые сочета­ния почв (смытые на склонах речных долин и балок и намытые по днищам балок), образующие густодревовидные структуры по­чвенного покрова.

Террасовому типу местности присущи двухкомпонентные пят­нистости лугово-черноземных и черноземно-луговых почв, а так­же комплексы лугово-черноземных почв с мелкими пятнами осо­лоделых почв и солодей или пятнистости серых лесостепных почв и черноземов легкого механического состава. Распространены полосчато-линзовидные, реже пятнисто-разреженно-древовидные структуры почвенного покрова.

На пойменных поверхностях, образующих пойменный тип местности, распространены округло-линзовидные структуры по­чвенного покрова, представленные вариациями, пятнистостями и гомогенными ареалами почв. Часто встречается глеево-гидроморфная пятнистость пойменных луговых зернистых и зернисто-слоистых почв разного уровня оглеения (глубокооглеенных, глееватых, глеевых).

Простые почвенные комбинации во всех выделенных струк­турах почвенного покрова представлены большим количеством вариантов в зависимости от количественного содержания ком­понентов.

Мероприятия по повышению плодородия: мероприятия, направленные на сохранение влаги (снегозадержание, регулирование снеготаяния), противоэрозионные мероприятия (организационные, гидротехнические, агротехнические, лесомелиоративные); внесение минеральных и органических удобрений, введение в структуру посевных площадей многолетних бобовых трав (до 25%), соблюдение севооборотов.

4. Эрозия – это разрушение почв и снос продуктов разрушения водой и ветром.

Виды: 1) водная;

2) ветровая.

Водная:

1) плоскостная (поверхностная);

2) линейная (овражная).

Плоскостная – смыв верхних горизонтов почвы, образовавшихся при стекании дождевых и талых вод со склонов. На поверхности почвы образуются небольшие ручейки и еле заметные промоины. Она опасна тем, что незаметна, при этопм уменьшается мощность гумусового горизонта.

Линейная – вызывается талыми и дождевыми водами, стекающими значительными массами, сконцентрирована в узких пределах склона. Такой вид эрозии часто проявляется по разъемным бороздам.

Ирригационная эрозия – проявляется при орошении.

Ветровая эрозия (дефляция) – проявляется в виде местной или повседневной дефляции и виде пыльных бурь. Развивается при скорости ветра более 5 м/с, при наличии в верхней части пахотного слоя свыше 50 % частиц размером менее 1 мм, Но наиболее вероятно ее проявление весной, когда почва разрыхлена, подсушена, распылена и не покрыта растительностью и стерневыми остатками.

По характеру проявления эрозионных процессов и наносимого вреда подразделяют:

1) нормальная, которая протекает повсеместно под лесной и травянистой растительностью, при этом потери почвы ежегодно восстанавливаются естественным путем;

2) ускоренная эрозия – обычно вызывается хозяйственной деятельностью человека.

Районы распространения эрозии – районы с овражно-балочным рельефом. В Белгородской области эродировано 59 % земель, в ЦЧЗ – 23 %. Ветровая эрозия распространена в юго-восточных районах области.

Эрозия почв – результат сложного взаимодействия природных факторов и хозяйственной деятельности людей.

Потенциальные возможности и степень проявления эрозии и дефляции определяют как функцию действия комплекса факторов: климата, почвенного и растительного покрова, рельефа, геологии и хозяйственного использования земель.

Из климатических факторов на развитие водной эрозии наиболее существенное влияние оказывают осадки и режим их выпадения.

Другим важнейшим фактором развития водной эрозии является рельеф местности. Установлено, что смыв почвы увеличивается прямо пропорционально уклону. С увеличением уклона почвы от 2° до 4° смыв почвы возрастал в 1,8 раза, а от 4° до 8° – в 7,2 раза. Значительное влияние на водную эрозию оказывает протяженность склона. По данным А. Д. Орлова, смыв почвы возрастает при удвоении линии стока с 50 до 100 м в 2,9-3,7 раза.

На размеры смыва почвы существенное влияние оказывают форма и экспозиция склонов. Южные склоны эродированы, как правило, больше, чем северные и северо-восточные.

Важные факторы, определяющие развитие эрозионных процессов, – генезис, тип почвы, противоэрозионные свойства которой определяются, прежде всего, ее гранулометрическим составом, содержанием гумуса, сложением, структурой, водопрочностью агрегатов, водопроницаемостью и т. д. Более устойчивы к эрозии и дефляции черноземы и дерново-подзолистые суглинистые почвы.

Растительный покров уменьшает или полностью предупреждает развитие эрозии и дефляции. Чем лучше развит растительный покров, чем выше проективное покрытие почвы, тем слабее эрозионные процессы.

К хозяйственным факторам, от которых, прежде всего, зависят проявление и степень развития эрозионных процессов, относятся следующие:

– общая организация территории (размещение полей и структура посевных площадей, лесных полос, дорожной сети, производственных помещений и других объектов);

– применяемые способы основной и предпосевной обработки почвы и технологии возделывания культур (вспашка, безотвальная обработка, вдоль или поперек склона, степень уплотнения и распыления почвы, уход за посевами и чистыми парами и т. д.);

– применение предупредительных противоэрозионных и почво-улучшающих мер (почвозащитные севообороты, залужение, минимализация обработки почвы, агролесомелиорация, гидротехнические и другие противоэрозионные сооружения);

– проведение мелиоративных и других земляных работ (строительство мелиоративных систем, плотин, прудов и водоемов, дорожной сети, засыпка оврагов, карьеров).

Продуктивность эродированных почв тесно связана с распределением плодородия почв по профилю. Особенно резко снижается продуктивность подзолистых, дерново-подзолистых, коричневых и подзолисто-желтоземных почв.

Урожайность сельскохозяйственных культур снижается на слабосмытых почвах в среднем на 10-20 %, на среднесмытых – на 30-40, на сильносмытых – на 50-60 % по сравнению с урожайностью на полнопрофильных почвах. На дефлированных почвах различной степени деградации величина снижения урожайности на 10–25 % меньше. Сельскохозяйственные культуры по-разному реагируют на снижение почвенного плодородия в результате эрозионных процессов.

В связи с ущербом, причиняемым эрозией, необходимо провести систему мероприятий, с помощью которых можно предотвратить или свести к минимуму эрозионные процессы.

Наибольший успех обеспечивает освоение не отдельных почвозащитных приемов, а противоэрозионного комплекса. Противоэрозионный комплекс включает систему организационных, агротехнических, фитомелиоративных и гидротехнических мероприятий.

Агротехнические мероприятия – системы обработки почв, замена традиционной отвальной основной обработки на систему дифференцированной обработки почвы с учетом биологических особенностей возделываемых культур, их предшественников, погодных и почвенных условий.

Фитомелиоративные мероприятия – проведение коренного и поверхностного улучшения естественных сенокосов и пастбищ и овражно-балочных земель путем выполаживания оврагов и засева их травосмесями многолетних бобовых и злаковых трав; устройство и залужение водотоков для отвода воды от вершины оврагов; посадка полезащитных 2-3-рядных лесных полос, усиленных в противоэрозионном отношении канавами, и т. д.

Гидротехнические мероприятия – устройство на пашне системы водоотводящих и водозадерживающих валов, валов с широким основанием, валов-террас, водотоков, водоемов и т. п.

Основа противодефляционных мероприятий – создание препятствий на пути воздушного потока и предотвращение крошения почвенных агрегатов на частицы менее 1 мм. Поэтому в систему противодефляционных мероприятий входят:

1) сохранение на поверхности почвы в течение всего года растений или их остатков (стерня, мульча и т. д.), в связи с этим обработка почвы в районах проявления ветровой эрозии должна быть безотвальной;

2) полосное размещение культур сплошного посева с пропашными культурами и черным паром, при этом длинные стороны полос должны быть расположены поперек направления эрозионно-опасных ветров;

3) выращивание кулис из высокостебельных культур;

4) создание системы полезащитных лесных полос.

5. Деградация почв представляет собой совокупность природных и антропогенных процессов, приводящих к изменению функций почв, количественному и качественному ухудшению их состава и свойств, снижению природно-хозяйственной значимости земель.

Под степенью деградации (деградированности) почв понимают характеристику их состояния, отражающую ухудшение состава и свойств. Выделяют следующие основные типы деградации почв:

– технологическая деградация (нарушение почв, физическая деградация, агроистощение),

– эрозия (водная, ветровая),

– засоление (собственно засоление, осолонцевание),

– заболачивание (подтопление, затопление).

Под технологической деградацией понимают ухудшение свойств почв, их физического состояния и агрономических характеристик в результате эксплуатационных нагрузок при всех видах землепользования. К нарушенным относят почвы со снятым или перекрытым гумусовым горизонтом и непригодные для использования без предварительного восстановления плодородия.

Физическая деградацияпочв характеризуется нарушением сложения почвенных горизонтов, ухудшением комплекса их физических свойств. Агроистощение почв представляет собой потерю почвенного плодородия в результате сельскохозяйственной деятельности.

Засоление почв представляет собой процесс накопления водорастворимых солей, включая и накопление в почвенном поглощающем комплексе ионов натрия и магния. Собственно засоление – это избыточное накопление водорастворимых солей.

Осолонцевание – приобретение почвой специфических свойств, обусловленное вхождением ионов натрия и магния в почвенный поглощающий комплекс.

Под заболачиванием понимают изменение водного режима, выражающееся в длительном переувлажнении, подтоплении и затоплении почв.

6. Развитие промышленности, строительство городов, путей сообщения, каналов приводит к разрушению почвенного покрова. Сильно нарушается слой почвы при открытой добыче угля, руд, торфа, фосфоритов и других полезных ископаемых, строительных материалов. Большое разрушение почвенного покрова происходит при геологоразведочных работах и разработке месторождений. Разрушение почв и образование пустынного ландшафта вызывает ветровая и водная эрозия. Для восстановления нарушенных почв необходима рекультивация.

Восстанавливают почвы в два этапа: первый – техническая, второй – биологическая рекультивация. На первом этапе выравнивают поверхность, засыпают карьеры, проводят химическую мелиорацию пород, насыпают гумусовый слой почвы. На втором этапе создают растительный покров.

Различают лесной и сельскохозяйственный способы биологической рекультивации. При сельскохозяйственной рекультивации выравнивают поверхность, вывозят с поля обломки горных пород, при необходимости проводят химическую мелиорацию, регулируют водный режим. Затем высевают не требовательные к почвенным условиям растения. При облесении нарушенных земель в первые годы иногда высевают почвоулучшающие культуры, затем высаживают деревья, кустарники. Высокой приживаемостью отличается ольха, способностью накапливать азот – акация. При хорошем увлажнении рекомендуют тополь, иву. Иногда на сильно разрушенных землях устраивают водоемы, сооружения.

Существует несколько способов выявления пригодности нарушенных земель для сельского и лесного хозяйства: ведут наблюдения за зарастанием участков естественной растительностью, с помощью полевых или вегетационных опытов уточняют пригодность этих земель для культур, в лабораторных условиях проводят химические, минералогические и агрохимические анализы.

Дата добавления: 2014-01-11